含氟三苯二炔类液晶化合物合成及其性质研究

章思汗1,刘可庆1,张智勇1∗,张开诚1,戴志群1,宣 丽2

(1.武汉轻工大学化学与环境工程学院,湖北武汉430023; 2.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033)

含氟三苯二炔类液晶化合物合成及其性质研究

章思汗1,刘可庆1,张智勇1∗,张开诚1,戴志群1,宣 丽2

(1.武汉轻工大学化学与环境工程学院,湖北武汉430023; 2.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033)

目前,越来越多的液晶应用要求向列相液晶材料具有高双折射率性能。本文合成了5个高双折射率含氟三苯二炔类液晶化合物(Ⅳ),经过IR,1H NMR,13C NMR谱图鉴定,这些化合物的分子结构完全正确;通过DSC和POM对其液晶相态测试的实验结果表明该类液晶化合物具有较低的熔点和相对较宽的向列相温度范围(达到100℃左右);对其折光率测试结果表明这些液晶化合物的双折射率(Δn)值在0.47以上,改善液晶光学性能。

含氟三苯二炔类液晶化合物;合成;高双折射率;宽温向列相

1 引 言

响应速度对液晶器件的性能有着十分重要的影响。在液晶器件的显示应用中,响应速度快意味着更好的显示效果[1]。除显示应用外,要求向列相液晶材料具备更快响应速度的液晶应用越来越多,如液晶光开关、液晶光调制器[2-3]和液晶光束偏转可调谐滤波器等[4]。在平行排列模式的液晶器件中,器件的响应速度主要取决于撤销驱动电场时的下降响应时间τdecay,此响应时间与液晶盒的厚度(d)成正比关系[5],液晶盒厚度越小,器件的响应时间越短,响应速度越快。而提高液晶材料的双折射率(Δn)值可以减小液晶盒的厚度[6]。因此,提高液晶器件的响应速度可以通过提高液晶材料的Δn值来实现。

近年来,高Δn液晶材料已成为从事液晶研究工作者们的研究重点。孙亮[7]等人合成了端基为直链烷基的含氟苯基二苯乙炔类液晶化合物,此类液晶化合物具有较低的熔点,但是Δn值较低,只有0.323 5。Chizu Sekine[8]等人合成了端基为直链烷基的侧位含甲基的三苯二炔类液晶化合物2b、3b、4b,这3个化合物在保持熔点较低的情况下,其Δn值较孙亮所合成化合物有所提高,最高达到0.419。苯基侧位取代的氟原子能够有效降低化合物熔点[2]和粘度[9],同时还能够拓宽液晶向列相温度范围[10]。在此,本文合成了5个三苯二炔类液晶化合物[11],这些化合物以直链烷基作为端基,三苯二炔作为中心结构,且在苯基侧位上引入氟原子,希望得到高Δn、低熔点、宽向列相等特性。

本文主要通过Sonogashira偶联法,经过5步反应得到5个三苯二炔类液晶化合物,并经过谱图鉴定其分子结构,对其理化和光电性能进行表征。

2 实 验

2.1 仪器与试剂

实验使用的仪器主要有美国Varian公司的INOVA300 MHz核磁共振仪(TMS内标,CDCl3溶剂),美国Thermo公司的330型傅立叶变换红外光谱仪,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司的AR2140电子天平,美国TA公司的Q100型DSC测试仪和偏光显微熔点仪(POM)。

2-氟-4-溴碘苯,4-烷基苯乙炔,甲基丁炔醇,正丁基锂,3,5-二氟烷基苯均为分析纯;双三苯基磷氯化钯为自制[12],其它试剂均为化学纯。无水四氢呋喃在使用前经过钠回流干燥后蒸馏而得。

2.2 合成路线

目标化合物的合成路线如图1所示.

图1 目标化合物(IV)的合成路线Fig.1 Synthetic route of target compounds(IV)

2.3 实验步骤

2.3.1 4-溴-2-氟-1-[(4-乙基苯基)乙炔基]苯(Ⅰa)的合成[13]

向装有恒压滴液漏斗和氮气保护装置的三口瓶中加入2-氟-4-溴碘苯30.0 g(0.1 mol),再依次加入双三苯基磷二氯化钯0.70 g(0.001 mol),三苯基膦0.78 g(0.003 mol),碘化亚铜0.38 g (0.002 mol)和50 m L四氢呋喃,最后向恒压滴液漏斗中加入50 m L含4-乙基苯乙炔13 g(0.1 mol)的四氢呋喃溶液,氮气保护下升温至回流,再将恒压滴液漏斗中的溶液缓慢滴入三口瓶中, 45 min滴完,回流反应4 h,TLC跟踪反应进度。反应结束后,反应液冷却至室温,抽滤,滤液经减压蒸馏除去溶剂,再加入100 m L二氯甲烷,并用饱和氯化铵溶液洗涤3次,水层用二氯甲烷萃取后分液,合并有机层,无水硫酸钠干燥3～4 h,减压蒸馏除去溶剂,得到粗品。用100 g硅胶、10～12倍石油醚(90℃～120℃)柱层析分离,得到21.2 g淡黄色液体产品4-溴-2-氟-1-[(4-乙基苯基)乙炔基]苯(Ⅰa),产率70.1%;IR(KBr)ν: 3 035,2 970,2 865,2 230,1 558,1 517,1 470, 1 432,1 210,1 120,970,859;1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ:7.51～7.59(d,2 H),7.40～7.46 (m,1H),7.32～7.37(m,2H),7.22～7.30(d, 2 H),2.52～2.63(m,2 H),1.20～1.29(t,3 H);

同法合成4-溴-2-氟-1-[(4-丙基苯基)乙炔基]苯(Ⅰb):淡黄色液体22 g,产率69.7%;IR (KBr)ν:3 030,2 973,2 862,2 235,1 554,1 520, 1475,1434,1208,1123,973,863;1 H NMR(400 MHz,CDCl3)δ:7.48～7.57(d,2H),7.38～7.46 (m,1H),7.31～7.35(m,2H),7.21～7.29(d, 2H),2.42～2.60(m,2H),1.58～1.69(m,2H), 0.86～0.99(t,3 H);

同法合成4-溴-2-氟-1-[(4-丁基苯基)乙炔基] 苯(Ⅰc):淡黄色液体22.8 g,产率69.1%;IR(KBr) ν:3 025,2 968,2 865,2 232,1 556,1 519,1 473, 1 429,1 213,1 124,980,856;1H NMR(400 MHz, CDCl3)δ:7.56～7.66(d,2H),7.43～7.52(m, 1H),7.30～7.39(m,2H),7.18～7.26(d,2H), 2.45～2.52(m,2H),1.56～1.66(m,2H),1.33～1.41(m,2H),0.88～0.98(t,3H);

同法合成4-溴-2-氟-1-[(4-戊基苯基)乙炔基]苯(Ⅰd):淡黄色液体23.4 g,产率67.9%; IR(KBr)ν:3 033,2 970,2 859,2 231,1 550, 1 523,1 468,1 432,1 208,1 118,975,865;1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ:7.52～7.65(d,2 H), 7.39～7.47(m,1H),7.30～7.37(m,2H), 7.13～7.27(d,2 H),2.49～2.56(m,2 H), 1.52～1.67(m,2H),1.33～1.40(m,2H), 1.22～1.32(m,2 H),0.84～0.98(t,3 H).

2.3.2 4-乙炔基-2-氟-1-[(4-乙基苯基)乙炔基] 苯(Ⅱa)的合成[14]

向装有氮气保护装置的三口瓶中加入上一步产物30.3 g(0.1 mol)和甲基丁炔醇9.2 g(0.11 mol),再依次加入双三苯基磷二氯化钯0.70 g (0.001 mol),三苯基膦0.78 g(0.003 mol),碘化亚铜0.38 g(0.002 mol),最后加入150 ml的三乙胺,氮气保护下升温至回流,反应16 h,TLC跟踪反应进程。反应结束后,反应液冷却至室温,抽滤,滤液经减压蒸馏除去溶剂,加入100 m L二氯甲烷,并用饱和氯化铵溶液洗涤3次,水层用二氯甲烷萃取后分液,合并有机层,无水硫酸钠干燥3～4 h后减压蒸馏除去二氯甲烷,然后用石油醚(90～120℃)重结晶得到产品。

向另一个三口瓶中加入氢氧化钾11.2 g(0.2 mol)和200 m L甲苯,室温下搅拌至大部分氢氧化钾溶解,再加入上一步合成的炔醇,室温搅拌溶解30 min,抽真空,氮气置换3～5次,氮气保护下升温至90℃,反应7～8 h左右,TLC跟踪反应进程。反应结束后,反应液冷却至室温,抽滤,滤液经减压蒸馏除去溶剂,加入80 m L二氯甲烷,水洗至中性,水层用二氯甲烷萃取后合并有机层,在无水硫酸钠干燥3～4 h后减压蒸馏除去溶剂,然后用无水乙醇冷冻结晶两次,得到14.8 g淡黄色固体产品4-乙炔基-2-氟-1-[(4-乙基苯基)乙炔基]苯(Ⅱa),产率59.7%;IR(KBr)ν: 3 233,3 032,2 973,2 862,2 228,1 553,1 523,1 472,1 430,1 209,1 123,974,852;1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ:7.51～7.58(m,3H),7.22～7.36(m,3 H),7.06～7.15(m,1H),4.05(s, 1H),2.58～2.63(m,2H),1.21～1.29(t,3H)。

同法得到4-乙炔基-2-氟-1-[(4-丙基苯基)乙炔基]苯(Ⅱb):淡黄色固体15.2 g,产率58.3%; IR(KBr)ν:3 188,3 027,2 969,2 864,2 237, 1 550,1 518,1 472,1 433,1 208,1 127,973,862; 1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ:7.45～7.59(m,3 H),7.23～7.30(m,3H),7.05～7.17(m,1 H), 4.10(s,1H),2.57～2.67(t,2H),1.58～1.67 (m,2H),0.85～0.96(t,3H);

同法得到4-乙炔基-2-氟-1-[(4-丁基苯基)乙炔基]苯(Ⅱc):淡黄色固体16.7 g,产率60.5%;IR (KBr)ν:3 285,3 025,2 972,2 863,2 234,1 557, 1 522,1 471,1 427,1 209,1 124,978,858;1H NMR (400 MHz,CDCl3)δ:7.52～7.60(m,3H),7.20～7.30(m,3H),7.02～7.15(m,1H),4.08(s,1H), 2.54～2.65(t,2H),1.59～1.68(m,2H),1.26～1.37 (m,2H),0.85～0.99(t,3H);

同法得到4-乙炔基-2-氟-1-[(4-戊基苯基)乙炔基]苯(Ⅱd):淡黄色固体17.1 g,产率58.9%;IR (KBr)ν:3 203,3 034,2 965,2 861,2 231,1 552, 1 528,1 467,1 437,1 213,1 119,978,863;1H NMR (400 MHz,CDCl3)δ:7.38～7.53(m,3H),7.25～7.32 (m,3H),7.03～7.15(m,1H),4.13(s,1H),2.57～2.65(t,2H),1.57～1.63(m,2H),1.25～1.40(m, 4H),0.87～0.98(t,3H).

2.3.3 2,6-二氟-4丙基碘苯(Ⅲa)的合成[15-16]

向装有低温装置、低温温度计,机械搅拌装置和100 m L恒压滴液漏斗的三口瓶中加入3, 5-二氟丙基苯15.6 g(0.1 mol)和100 m L无水四氢呋喃,氮气保护下,用注射器向恒压滴液漏斗中加入45 m L正丁基锂(2.5 M),降温至－80 ℃,缓慢滴加正丁基锂,控制温度在－80℃以下,滴毕,保持温度在－80℃以下继续反应1 h,再将碘(26 g,0.11 mol)溶于80 m L无水THF 中,氮气保护下转移至恒压滴液漏斗中,控制温度在-80℃以下滴加至反应瓶中,滴毕,保持－80℃下反应30 min,然后撤去低温装置,自然升温至室温,加入10%亚硫酸氢钠水溶液除去多余的碘,加入50 m L二氯甲烷进行分液,水层用30 m L二氯甲烷萃取三次,合并有机层,无水硫酸钠干燥3 h～4 h后减压蒸馏除去二氯甲烷,得到浅黄色液体产品2,6-二氟-4丙基碘苯(Ⅲa):浅红色液体26.5 g,产率94%;IR(KBr)ν: 3 304,2 926,2 859,1 615,1 570,1 467,1 232, 1 011,845;1 H NMR(400 MHz,CDCl3)δ: 6.45～6.52(m,2 H),2.52～2.65(t,2 H), 1.60～1.67(m,2 H),0.80～0.95(t,3 H);

同法制备2,6-二氟-4丁基碘苯(Ⅲb):浅红色液体27.2g,产率92%;IR(KBr)ν:3 310, 2 929,2 860,1 617,1 575,1 462,1 232,1 011, 845;1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ:6.53～6.70 (m,2 H),2.62～2.70(t,2H),1.52～1.61(m, 2H),1.27～1.35(m,2H),0.91～0.99(t,3H)。

2.3.4 2-{4-[4-(4-乙基苯基)乙炔基-3-氟苯基]乙炔基}-1,3-二氟-5-丙基苯(Ⅳa)的合成[17]

向带氮气保护装置的三口瓶中依次加入Ⅱ12.4 g(0.05 mol)和Ⅲ14.1 g(0.05 mol),再依次加入双三苯基磷二氯化钯0.35 g(0.000 5 mol),三苯基膦0.39 g(0.001 5 mol),碘化亚铜0.19 g(0.001 mol)和100 m L的三乙胺,氮气保护下升温至回流,反应5 h,TLC跟踪反应进程。反应结束后,反应液冷却至室温,抽滤,滤液经减压蒸馏浓缩后,加入100 m L二氯甲烷,并用饱和氯化铵溶液洗涤3次,水层用二氯甲烷萃取后分液,合并有机层,无水硫酸钠干燥3 h～4 h,减压蒸馏除去二氯甲烷,得到粗产品。用60 g硅胶、10～12倍石油醚(90～120℃)柱层析分离,再通过无水乙醇重结晶两次得到15.1 g白色针状固体产品2-{4-[4-(4-乙基苯基)乙炔基-3-氟苯基]乙炔基}-1,3-二氟-5-丙基苯(Ⅳa),产率75.3%;熔点106～107℃;IR(KBr)ν:2 962,2 931, 2 870,2 214,1 632,1 612,1 562,1 519,1 483, 1 416,1 320,1 271,1 210,1 092,1 021,956,829; 1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ:7.52～7.72(m, 3H),7.33～7.40(d,1H),7.18～7.25(d,2H), 7.08～7.15(m,H),6.49～6.60(d,2 H),2.53～2.65(m,4H),1.57～1.70(m,2H),1.17～1.30 (t,3H),0.85～0.99(t,3H);13C NMR(75 MHz,CDCl3)δ:162.4,160.3,144.0,140.9, 133.5,132.2,129.8,127.5,124.0,119.9,110.3, 109.3,100.4,93.3,74.5,37.9,28.2,24.1,14.5, 13.7。同法制备化合物Ⅳb～Ⅳe。

2-{4-[4-(4-丙基苯基)乙炔基-3-氟苯基]乙炔基}-1,3-二氟-5-丙基苯(Ⅳb):白色针状晶体15.9 g,产率76.6%,熔点112～114℃;IR(KBr)ν:2 982, 2 931,2 867,2 204,1 623,1 607,1 552,1 521,1 478, 1 409,1 331,1 281,1 208,1 089,1 030,976,835; 1HNMR(400 MHz,CDCl3)δ:7.50～7.60(m,3H), 7.30～7.38(d,1H),7.18～7.26(d,2H),7.09～7.16 (m,H),6.43～6.55(d,2H),2.49～2.70(m,4H), 1.63～1.70(m,4H),0.83～0.95(t,6H);13C NMR (75 MHz,CDCl3)δ:164.2,161.5,141.7,140.9,134.6,132.4,130.2,128.2,123.9,120.0,118.9, 110.5,109.3,100.7,95.2,75.6,36.9,23.9,13.9。

2-{4-[4-(4-丁基苯基)乙炔基-3-氟苯基]乙炔基}-1,3-二氟-5-丙基苯(Ⅳc):白色针状晶体16.5g,产率76.9%,熔点89～90℃;IR(KBr) ν:2 974,2 923,2 872,2 213,1 642,1 615, 1 537,1 516,1 469,1 413,1 329,1 283,1 218, 1 096,1 035,984,855;1 H NMR(400 MHz, CDCl3)δ:7.55～7.65(m,3 H),7.29～7.39(d, 1 H),7.22～7.28(d,2 H),7.10～7.20(m,H), 6.47～6.59(d,2H),2.53～2.66(m,4H),1.55～1.69(m,4H),1.25～1.37(m,2H),0.85～0.95 (t,3 H);13C NMR(75 MHz,CDCl3)δ:164.2, 161.5,141.7,140.9,134.6,132.4,130.2,128.2, 123.9,120.0,118.9,110.5,109.3,100.7,95.2, 75.6,36.9,23.9,13.9。

2-{4-[4-(4-戊基苯基)乙炔基-3-氟苯基]乙炔基}-1,3-二氟-5-丙基苯(Ⅳd):白色针状晶体16.7 g,产率75.5%,熔点78～80℃;IR(KBr) ν:2 983,2 934,2 869,2 216,1 639,1 605,1 542, 1 507,1 458,1 421,1 321,1 277,1 209,1 087, 1 041,976,838;1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ: 7.45～7.60(m,3 H),7.28～7.35(d,1H), 7.17～7.26(d,2H),7.09～7.15(m,H),6.60～6.65(d,2H),2.48～2.56(m,4 H),1.59～1.67 (m,4H),1.23～1.31(m,4H),0.90～0.97(t, 6 H);13C NMR(75 MHz,CDCl3)δ:163.8, 160.5,142.7,140.8,133.7,132.6,130.3,127.8, 124.2,120.1,119.2,118.2,110.7,100.9,94.6, 74.2,38.1,35.7,30.9,24.3,22.7,13.9。

2-{4-[4-(4-戊基苯基)乙炔基-3-氟苯基]乙炔基}-1,3-二氟-5-丁基苯(Ⅳe):白色针状晶体17.2 g,产率75.2%,熔点67～69℃。IR(KBr)ν: 2 985,2 936,2 877,2 206,1 640,1 612,1 536, 1 511,1 442,1 413,1 314,1 265,1 203,1 095, 1 033,956,848;1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ: 7.59～7.65(m,3 H),7.27～7.35(d,1H), 7.17～7.25(d,2H),7.10～7.15(m,H),6.42～6.50(d,2H),2.53～2.59(m,4 H),1.50～1.65 (m,4H),1.25～1.32(m,6H),0.83～0.98(t, 6 H);13C NMR(75 MHz,CDCl3)δ:163.8, 161.5,146.8,144.1,133.2,131.7,128.5,124.0, 119.8,118.4,112.8,111.2,98.9,96.8,81.9, 79.2,77.6,37.9,35.9,30.9,23.7,22.5,13.9。

2.4 目标化合物的Δn值测试

由中科院长春光学精密机械与物理研究所液晶光学课题组测试常温下将单个液晶化合物以质量分数10.0%溶解于商品液晶材料9023(石家庄诚志永华公司,λ＝589 nm,25℃,Δn＝0.237)来测定其Δn。将上述各种液晶溶液注入厚度d为7.76±0.02 mm的反平行取向液晶盒,将液晶盒放置在起偏器、检偏器偏振方向垂直的光路系统中,液晶取向方向位于偏振方向的45°,589 nm的测试光垂直入射;对平行液晶器件施加±20 V驱动电压,撤去电压时通过光电倍增管记录器件的亮度变化,根据位相亮度式[5]计算出各个时刻对应的光延迟,也可获得器件最大的光延迟dΔn,据dΔn可计算出液晶溶液的Δn,通过Guest-host法外延出单个液晶化合物的Δn值[18]。

3 结果与讨论

3.1 结构表征和物理性质测试

本文共合成了5个含氟三苯二炔类液晶化合物(Ⅳa～Ⅳe),全合成总产率在29%左右。这些化合物通过IR,1H NMR,13C NMR谱图表征,测试结果表明它们的结构完全正确。

目标化合物(Ⅳa～Ⅳe)的DSC测试谱图如图2所示。从图2中可以看出,除Ⅳa外,其余化合物均先出现1个大的吸收峰,峰值为其熔点,此时化合物转变为向列相态,温度升高,出现1个小的吸收峰,峰值为清亮点温度,化合物由向列相转变为各向同性液体;结合POM观察,Ⅳa在转变为向列相之前,出现1个小的吸收峰,峰值为其熔点,此时Ⅳa转变为近晶相,温度升高,出现1个大的吸收峰,Ⅳa由近晶相转变为向列相。

图2 目标化合物的差热分析图Fig.2 DSC test results of target compounds(Ⅳa～Ⅳe)

图3 目标化合物Ⅳc的POM照片Fig.3 POM photograph of traget compoundⅣc

图3是目标化合物Ⅳc在偏光显微镜(POM)下的相态织构图照片(升温速率为5℃/min)。由图3可以看出,化合物Ⅳc具有向列相液晶态特点的纹影织构,因此Ⅳc属于向列相液晶。

DSC和双折射率测试所得数据如表1所示。

表1 目标化合物Ⅳa～Ⅳe的物理性质Tab.1 Properties of target compoundsⅣa～Ⅳe

由表1可以看出,除化合物Ⅳa外,其余目标化合物都只有向列相态,所有目标化合物的向列相温度范围都大于77℃,且清亮点都在170℃～200℃之间,双折射率均在0.47以上。

3.2 目标化合物的物理和液晶性质分析

3.2.1 熔点变化规律

当侧位带两个F取代的苯环上的末端烷基链(以下称为左侧末端烷基链)一致,没有F取代的苯环上的末端烷基链(以下称为右侧末端烷基链)不同时,随着右侧末端烷基链的增长,目标化合物的熔点整体呈下降趋势,因为随着烷基链这种柔性基团的增长,分子间堆积程度变紧密,分子之间相互作用力减小,熔点降低(如图4所示);而且随着烷基链增长,熔点明显下降,Ⅳe的熔点(72.12℃)正好印证了这一变化规律。

图4 目标化合物(Ⅳa～Ⅳd)的熔点变化曲线图Fig.4 Melting point diagram of target compounds(Ⅳa～Ⅳd)

3.2.2 清亮点分析

左侧烷基链一致,随着右侧末端烷基链的增长,清亮点的变化呈现出奇偶效应,偶数碳链液晶化合物的清亮点要高于奇数碳链液晶化合物的清亮点(如图5所示)。

图5 目标化合物(Ⅳa～Ⅳd)的清亮点变化曲线图Fig.5 Clearing point diagram of target compounds(Ⅳa～Ⅳd)

3.2.3 向列相温度范围讨论

左侧末端烷基链一致,随着右侧末端烷基链的增长,目标化合物的向列相温度范围逐渐变宽,这是因为随着烷基链的增长,分子长径比变大,压缩了近晶相,进而拓宽了向列相,使得目标分子所呈现的向列相温度范围变宽(如图6所示)。

图6 目标化合物(Ⅳa～Ⅳd)的向列相温度范围变化曲线图Fig.6 Nematic phase temperature range diagram of target compounds(Ⅳa～Ⅳd)

随着右侧末端烷基链的增长,目标化合物的双折射率依次降低,因为在烷基链增长的同时,增加了分子的长度,进而降低了分子间的有序度和堆积度,使得单位体积下的液晶分子数减少,因此液晶化合物的双折射率降低。

通过以上所得液晶化合物的性质表征和结果分析,我们发现含氟三苯二炔类液晶化合物具有良好的液晶性质,同时随着两端烷基链的变化,性质也在发生着规律的变化,在接下来的研究过程中,我们会在该类化合物的末端基团上做深入研究,以期得到理化和光电性能更为理想的液晶化合物。

另外,将本实验合成的这些液晶化合物应用于混合高双折射率液晶材料组分中,可配制成双折射率为0.42的混合液晶材料,可以用来提高液晶光学器件的响应速度,改善液晶光学器件性能。

4 结 论

本文合成了5个含氟三苯二炔类液晶化合物,经过IR,1H NMR,13C NMR表征,结果表明这些化合物的结构完全正确;并具有低熔点(最低熔点达72℃)、较宽的向列相温度范围(宽达100℃左右)和较高的双折射率(Δn＝0.472 ～0.554),将这些液晶化合物应用于混合高双折射率液晶材料组分中,可以提高液晶光学器件的响应速度。因此,对于一些要求具有快速响应特性的液晶器件来说,这些液晶化合物非常适用。

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Synthesis and properties of fluorinated Phenylethynyltolane compounds

ZHANG Si-han1,LIU Ke-qing1,ZHANG Zhi-yong1∗,ZHANG Kai-cheng1,DAI Zhi-qun1,XUAN Li2

(1.Department of Chemistry and Environmental Engineering, Wuhan Polytechnic University,Wuhan 430023,China; 2.Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033,China)

More and more application requires faster response speed for nematic liquid crystal materials at present.There is a direct relationship between response speed and birefringence.The fluorinated phenylethynyltolane compounds(Ⅳ)with high birefringence,low melting point were synthesized.Their structures were determined by IR,1H NMR,13C NMR.The liquid crystalline properties were tested by DSC and POM.It shows that these compounds synthesized exhibit low melting point and broad temperature range of nematic phase(with the range about 100℃).These compounds exhibit high birefringence(Δn＞0.47)after being tested birefringence.These characters are particularly attractive for increasing response speed of liquid crystal materials and improve the optical properties of liquid crystal.

fluorinated phenylethynyltolane compounds;synthesis;high birefringence;broad temperature range of nematic phase

O621.3

A

10.3788/YJYXS20153005.0769

1007-2780(2015)05-0769-08

张智勇,(1965－),男,湖北武汉人,教授,博士生导师,主要从事液晶材料的合成与性能研究。E-mail:zzy6211 ＠126.com

2015-02-02;

2015-03-25.

国家自然科学基金(No.11074054,No.61378095);武汉轻工大学研究生教育创新基金(No.2012cx022)

∗通信联系人,E-mail:zzy6211＠126.com